技术 | 预分解窑系统窑头罩结构优化设计

引言

新型干法水泥生产线烧成系统的核心设备是回转窑、预热器及篦冷机。窑头罩作为连接回转窑、篦冷机以及预热器的一个非标准设备，其性能好坏对烧成系统能耗与稳定运转具有重要影响，如果出现故障甚至会影响系统的正常运转。

贵州从江明达5000t/d熟料新型干法水泥生产线等项目窑头罩采用大窑头罩形式，预热器分解炉所用三次风从窑头罩上部抽取。窑头罩工艺布置结构如图1所示。前端面及后端面在运行中存在严重的振动及变形。窑门开孔与燃烧器之间间隙过大。

窑头罩设备结构如图2所示，窑头罩中间部分支撑架通过横梁与侧筋板形成牢固的箱体结构，所以中间部分比较稳定，不存在明显的振动现场；窑头罩前端板及后端板虽然密布扁钢及工字钢，但是由于端面受力面积较大，端面型钢仅作用在端面上，而端面与侧壁连接处型钢与侧壁不连接，此处端面刚度较低，很小的转角变形都会导致端面中间产生较大的凸出变形。

前端面及后端面剧烈振动及变形过大会导致以下问题：

（1）端面的长期反复振动会造成耐火材料的剥落以及隔热材料的损坏，进而会导致高温气体对金属壳体进行过烧与腐蚀，降低窑头罩使用寿命；

（2）由于耐火材料的剥落以及隔热材料的损坏，会导致窑头罩热量损失，进而影响整个烧成系统的能耗，甚至影响熟料的质量；

（3）前端面的过振与变形还会导致窑门与端面上窑门轨道的配合出现故障，导致窑门无法打开甚至损坏。

窑门开孔与燃烧器之间间隙过大又缺乏有效的密封，会导致窑头罩通过窑门开孔与燃烧器之间间隙漏风，影响烧成系统的能耗。

针对端板上型钢孤立的作用在端板上致使端板与侧壁连接处刚度较弱问题，给出图3窑头罩结构优化方案。该方案将侧壁上横梁往端板处进行移动，横梁的中心钢板与端板对齐，并将侧壁钢板加长。端板上采用工字钢及扁钢间隔布置，使端板上型钢与侧壁横梁组成完整的箱体结构，有效提高端板刚度。

针对窑门开孔与燃烧器之间间隙过大问题，给出图4窑门开孔密封方案。该方案采用鱼鳞式片密封，由于窑头风温高，采用厚度为0.5的耐热薄钢板，材质为1Cr18Ni19Ti。一端固定在窑门上，另一端叠压在燃烧器上。用挂钩挂住钢丝绳，通过重锤进行张紧，既能实现密封，又能避免不合理的磨损。

使端板型钢与侧壁横梁形成完整的箱体结构，提高端面刚度，能有效的减小端板的振动及变形，从而提高窑头罩使用寿命。采用鱼鳞片式重锤密封方案，解决窑门开孔与燃烧器间隙过大问题，改善系统使用性能。

作者：张坤

来源：《中国中材国际工程股份有限公司（南京）》

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